基于土地利用变化的生态风险评价--以郑州市为例

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1、EcologicalRiskAssessmentBasedonLandUseChange—ACaseStudyofZhengzhouADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolofHenanUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofManagementScienceByGuoYiSupervisor:Prof.ZhangPengyanJune,2018摘要随着城市化进程的快速推进，土地利用方式发生了显著变化，严重影

2、响着土地生态系统的结构和功能，并由此引发区域生态安全和生态环境变化。本研究以郑州市为研究对象，在总结己有生态风险评价研究的基础上，将土地利用变化看作是引起生态风险变化的风险源，开展土地利用变化背景下的生态风险评价研究，定量化地探索了研究区内不同土地利用方式对景观格局、生态过程和生态效应等方面的影响，为实现郑州市土地资源合理利用、经济环境协调发展提供理论依据和数据支持。本研究运用ENVI5.1和ArcGIS10.2软件对郑州市1988、2001、2010和2016年基础遥感影像数据进行解译，分析郑州市1988~2016年土地利用变化特征。以土地利用

3、数据为基础，从多风险源、多风险受体、多风险效应3个方面来构建土地利用变化的生态风险评价指标体系与模型，采用Fishnet格网将郑州市生态风险评价的单元细化到了1km×1km的网格，基于GIS技术和移动窗口法进行定量化研究，分析汇总各个年份的生态风险指数，并运用OpenGeoDa平台下的空间自相关分析方法对郑州市生态风险指数变量进行空间化分析，得出不同时期郑州市生态风险的空间分布特征以及演变规律。在土地利用生态风险研究的基础上，结合郑州市生态环境的现状和社会经济的发展需要，提出相应的生态风险调控对策与建议。主要结论如下：（1）从郑州市土地利用变化特

4、征方面来看，郑州市整体上土地利用类型以耕地和建设用地为主，1988~2016年耕地、林地和未利用地面积持续减少；建设用地面积连续增加；水域面积变化不大。从土地利用变化的空间相互转移过程来看，1988~2016年，水域整体分布结构无明显变化，较为稳定；林地总体面积小幅减少，主要转出类型为耕地和建设用地；建设用地是该阶段变化最为显著的用地类型，耕地是其增加的主要土地类型来源；未利用地总体大幅缩减，未利用地转出主要以耕地、建设用地和林地为主。从土地利用程度来看，土地利用程度综合指数普遍较高，且呈逐年上升趋势，表明郑州市土地利用程度不断增强。（2）从郑州

5、市生态风险空间分布来看，郑州市1988~2016年生态风险的风险源强I度总体分布状况变化显著，主要呈高风险源地区迅速扩展，低风险源地区分布基本不变的变化形态；但危险性因子分布不均。1988~2001年危险性高的地区主要集中在郑州市辖区建设用地范围内，危险性低值地区主要分布在巩义市南部和登封市中北部林地区域范围内。2001~2010年郑州市辖区附近的风险源分布呈持续扩散状态；2016年较2010年研究区高风险源依然分布面积广泛且集中，风险指数升高。1988年郑州市风险受体强度差异较为明显，高值分布面积广泛；1988~2010年风险受体分布情况变化主

6、要集中在郑州市东部地区，受体强度高值区增加，且呈“面状”扩大，西部地区总体分布面积无明显变化；至2016年，地区分布差异化减小，整个区域多分布较低强度风险受体。郑州市1988年大部分地区呈现低风险效应，高值主要分布于中西部地区和市辖区北部；2001年高风险效应地区主要分布于中西部植被覆盖率高地区，市辖区呈低值分布；2010年低风险效应地区分布不断扩张；2016年生态风险效应低值地区明显增加。郑州市1988年生态风险综合指数主要以低风险和较低风险为主，该时期郑州市生态风险水平整体不高；2001年生态风险系数较高值地区增加；2010年生态风险高值地区

7、广泛分布，风险系数提升；2016年大部分区域仍处于生态风险高值状态，但高值地区有所减少，生态风险有所缓和。（3）从郑州市生态风险指数空间分布来看，总体上生态风险指数多呈现高高、低低的聚集分布，低低聚集分布比较集中，高高聚集分布较为分散。1988年高高聚集分布主要以各区建设用地为主，而登封市西北部、新郑市东南部以及郑州市北部呈现低低集聚；2001年郑州市辖区北部以及郑州市市辖区边缘地区呈现高高聚集，低低聚集地区面积减少；2010年高高聚集较为分散，较2001年无明显变化，低低聚集主要以巩义市南部和登封市北部山地为主；2016年高高呈显著聚集性分布，

8、主要分布于郑州市市辖区和新郑市以及中牟县中西部地区，低低聚集分布较2010年基本不变。关键词：土地利用变化，生态风险评价，格网，移动窗口